CN104656166A - 表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片及其制作方法 - Google Patents

表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片及其制作方法 Download PDF

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Abstract

表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，由树脂基片、加硬存储网格膜层、亲水因子缓释防雾膜层所组成，其特征在于：所述的树脂基片表面印制加硬存储网格膜层，加硬存储网格膜层外面浸涂有亲水因子缓释防雾膜层，形成亲水因子缓释防雾膜层。本发明，在保证树脂镜片表面硬度的同时存储了防雾涂料，延缓了防雾涂料中亲水因子的释放时间，达到了镜片耐磨擦划伤和长效防雾的目的。

Description

表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片及其制作方法
技术领域
本发明涉及特种防雾镜片制作应用技术领域，特别是指一种表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片及其制作方法。
背景技术
人们佩戴的眼镜需要避免起雾汽，雾汽在镜片表面形成的白色会严重遮挡视线，影响佩镜者对外部事物的观察，长期以来人们为解决镜片表面起雾的问题设计了多种解决的方案，但是防雾镜片本身在要求具有良好的防雾效果的同时还要保持镜片原有的硬度等其它综合性能和光学指标不能下降，比如：为使镜片在使用过程中表面不被刮花磨毛长期保持良好的透明清晰度，镜片在生产时表面浸涂了一层二氧化硅加硬膜层并加温固化，使镜片表面硬度由基层底片的5H提高了6-8H，坚硬耐磨，保证了眼镜的使用寿命，但这种加硬层是不亲水的，起不到防雾作用，如果要求镜片防雾，就要在镜片外表涂敷一层亲水性涂料产生防雾效果，目前国内外市场上出现的亲水性防雾涂料固化后硬度普遍偏低，比如美国生产的三聚氰胺680G型防雾涂料对镜片处理后表面硬度仅达到2-3H，且遇水后涂层会产生溶胀，硬度进一步下降，镜片表面膜层一擦就毛；国内厂家生产的UV固化亲水型防雾涂料，光照固化后表面硬度仅1.5-3H，均达不到镜片表面硬度不低于6H的国家标准，保证不了正常使用寿命，同时，在镜片表面遇到水或雾汽时亲水性防雾涂料内含有的各种亲水性物质如：聚乙烯醇、聚乙二醇、丙三醇、胺类、各种表面活性剂或丙烯酸类等亲水性因子极易与水结合渗入水中，造成防雾效果的降低或使镜片失去防雾作用，采用有机/无机杂化溶胶凝胶法制备的防雾涂料，理论上折衷兼顾了防雾涂料的硬度与亲水性，但在实际制作使用中，由于种种原因很难在实现表面高硬度的同时保持良好的长效亲水性，迄今为止，市场上还未曾见到或购买到硬度与长效亲水性兼顾良好的镜片防雾涂料，真正能够兼顾好防雾镜片综合性能的产品尚未正式问世并投放市场，怎样解决好这一矛盾，满足客户的眼镜长期防雾需求，是摆在我们眼镜生产厂家研发人员面前需要认真思考并加以解决的重要研究课题。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种镜片表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，这种镜片表面印制了透明二氧化硅加硬网格图案，固化后形成镜片表面的加硬存储网格膜层，网格的凹槽内浸涂存储了亲水性防雾涂料，固化后形成了镜片表面亲水因子缓释防雾膜层。
    本发明通过以下技术方案实现上述目的：表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，由树脂基片、加硬存储网格膜层、亲水因子缓释防雾膜层所组成，其特征在于：所述的树脂基片表面印制加硬存储网格膜层，加硬存储网格膜层外面浸涂有亲水因子缓释防雾膜层，形成亲水因子缓释防雾膜层。
所述的加硬存储网格膜层采用二氧化硅表面加硬液印制成规则紧密排列的六角形蜂巢状图案，布满整个圆形树脂基片的表面，图案厚度3-20um、单个六角形图案的对角直径尺寸在0.8-3mm之间。
所述的亲水因子缓释防雾膜层采用亲水防雾液浸涂烘干固化制成。
本发明制作方法是：1）配制二氧化硅表面加硬液、2）配制亲水防雾液、3）印制加硬存储网格膜层图案、4）镜片表面浸涂亲水防雾液与烘干；其特征在于：
1）、配制二氧化硅表面加硬液：取28.4%固含量的正硅酸乙脂100ml、KH570偶联剂100ml、乙醇500ml，室温下磁力搅拌充分混合30min，然后滴加去离子水6ml、盐酸0.1ml，调节PH值2.5，升温至50℃充分搅拌3小时，室温下冷却静置24h，获得印制加硬存储网格膜层的水解二氧化硅表面加硬液；
2）、配制亲水防雾液：取标号124聚乙烯醇粉末20g放入烧杯中，加入蒸馏水400ml，常温下磁力搅拌30min，水溶条件下加温至95℃，充分搅拌2h至聚乙烯醇在水中充分溶解，制成5%浓度的聚乙烯醇水溶液冷却后待用；取正硅酸乙脂20ml，无水乙醇30ml室温下混合磁力搅拌20min，然后滴加入搅拌中的聚乙烯醇水溶液中，升温至50℃继续搅拌60min，滴入引发剂过硫酸铵混合液2ml，搅拌10min后加入占溶液总质量分数1-2%的交联剂顺丁烯二酸酐4-8g，至聚乙烯醇混合液颜色变为透明，加入非离子表面活性剂1ml继续搅拌30min，滴加KH550偶联剂溶液0.5ml,充分搅拌30min后冷却备用；
3）、印制加硬存储网格膜层图案：先将配好的二氧化硅表面加硬液倒入移印机墨盒内，再将经过表面清洗的树脂基片平放在YK-002型移印机定位槽内，开启移印机，在镜片表面印制所需的加硬存储网格膜层图案，印制完毕后将镜片放在平行传送带上面，移动至远红外线烘箱内对镜面表面的加硬存储网格膜层图案进行升温交联固化，固化温度100-120℃，固化时间60-120min；
4）、镜片表面浸涂亲水防雾液与烘干：先将配好的亲水防雾液加入不锈钢浸涂槽内，再把表面印制加硬存储网格膜层图案固化后的镜片用挂卡悬挂在浸涂挂架上面，传送至亲水防雾液浸涂槽上面，挂架缓缓下落使镜片进入浸涂槽内浸涂亲水防雾液，下落速度每秒2-3mm，槽内浸渍停留时间5-10S，上升提拉速度每秒2-3mm，提拉时间30S，镜片提拉出浸液槽后传送至远红外烘箱内干燥固化镜片亲水因子缓释防雾膜层，固化温度80-100℃，固化时间30-60min，即得到表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片。
本发明的有益效果：在保证树脂镜片表面硬度的同时存储了防雾涂料，延缓了防雾涂料中亲水因子的释放时间，达到了镜片耐磨擦划伤和长效防雾的目的。
附图说明
图1是本发明产品的正面图案示意图。
图2是本发明产品的侧视剖面图。
图中：1树脂基片、2加硬存储网格膜层、3亲水因子缓释防雾膜层。
具体实施方式
从图1、图2中知，本发明一种镜片表面含亲水因子存储功能的防雾树脂镜片，由树脂基片1、加硬存储网格膜层2、亲水因子缓释防雾膜层3所组成，所述的树脂基片表面印制加硬存储网格膜层，加硬存储网格膜层外面浸涂有亲水因子缓释防雾膜层，形成亲水因子缓释防雾膜层。
其生产与制作方法叙述如下：
1、配制印制加硬存储网格膜层2的二氧化硅表面加硬液：取正硅酸乙脂100ml(28.4%固含量)，偶联剂KH570 100ml，乙醇500ml，室温下磁力搅拌充分混合30min，然后滴加去离子水6ml、盐酸0.1ml、调节PH值2.5左右，升温至50℃充分搅拌3小时，室温下冷却静置24h，获印制加硬存储网格膜层2的水解二氧化硅表面加硬液。
2、配制亲水防雾液：取标号124聚乙烯醇粉末20g放入烧杯中，加入蒸馏水400ml，常温下磁力搅拌30min，水溶条件下加温至95℃，充分搅拌2h至聚乙烯醇在水中充分溶解，制成5%浓度的聚乙烯醇水溶液冷却后待用；取正硅酸乙脂20ml，无水乙醇30ml室温下混合磁力搅拌20min，然后滴加入搅拌中的聚乙烯醇水溶液中，升温至50℃继续搅拌60min，滴入引发剂过硫酸铵混合液2ml搅拌10min后加入占溶液总质量分数1-2%的交联剂顺丁烯二酸酐4-8g，至聚乙烯醇混合液颜色变为透明，加入非离子表面活性剂1ml继续搅拌30min，滴加偶联剂KH550溶液0.5ml，充分搅拌30min后冷却备用。
3、在镜片表面印制并固化加硬存储网格膜层2图案：先将配好的二氧化硅表面加硬液倒入移印机墨盒内，再将经过表面清洗的树脂基片1平放在YK-002型移印机定位槽内，开启移印机，在镜片表面印制所需的加硬存储网格膜层2图案，印制完毕后将镜片放在平行传送带上面，移动至远红外线烘箱内对镜面表面的加硬存储网格膜层2图案进行升温交联固化，固化温度100-120℃，固化时间60-120min。
4、镜片表面浸涂亲水防雾液与烘干处理：先将配好的亲水防雾液加入不锈钢浸涂槽内，再把表面印制加硬存储网格膜层2图案固化后的镜片用挂卡40片一组悬挂在浸涂挂架上面，传送至亲水防雾液浸涂槽上面，挂架缓缓下落使镜片进入浸涂槽内浸涂亲水防雾液，下落速度每秒2-3mm，槽内浸渍停留时间5-10S，上升提拉速度每秒2-3mm，提拉时间30S，镜片提拉出浸液槽后传送至远红外烘箱内干燥固化镜片亲水因子缓释防雾膜层3，固化温度80-100℃，固化时间30-60min。
   参照表1，按照上述工艺方法制作的防雾镜片性能指标测试如下：
取样方法：在成品仓库里随机抽取表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片和普通防雾树脂镜片各3片，取测量平均值评价防雾镜片的综合性能指标。
1、镜片表面硬度测试：按照JISK5651-1966标准规定的测定铅笔硬度的相关方法使用铅笔硬度测试仪在镜片表面加一公斤压力铅笔划过测定镜片防雾膜层的表面硬度，表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片和普通防雾树脂镜片表面硬度的测量平均值分别为6-7H与2-3H。
2、镜片防雾性能的测试：将表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片和普通防雾树脂镜片同时悬挂在50℃饱和水蒸汽之上，镜片底部距离热水20cm距离，模拟在浴室环境内使用，二种镜片在2h内均清晰透明，不起雾。
3、镜片表面耐摩擦性测试：用擦镜布在二种镜片的表面均匀用力来回擦拭500次，表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片膜层不发毛发花基本无变化，镜片清澈透明；普通防雾树脂镜片表面发毛，擦伤痕迹出现。
4、镜片涂层粘接牢固性测试：用交叉法切割图膜，形成1×1mm的方格100个，用3M－610压敏胶带粘附于最外层表面，然后沿90°方向撕去胶带，连续10次，计算被撕去的胶带格子数，表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片表面膜层被撕去的格子数小于5％，视为合格；普通防雾树脂镜片表面膜层平均撕掉格子数达到15%，视为不合格。
5、镜片耐高温与防雾效果持久性测试：将二种镜片同时放入100℃沸水中煮5分钟，取出后在室温25℃环境条件下1分钟内进行测试，用接触角测量仪检测防雾镜片初期水接触角<2°，表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片膜层颜色无变化，无溶解，无脱落，不发粘，膜层表面硬度5-6H，镜片表面亲水角低于5°，防雾效果保持良好，视为合格；普通防雾树脂镜片表面硬度低于2H，镜片表面亲水角大于12°，防雾效果明显下降。
6、镜片可见光透过率测试：使用日本2000型分光仪进行测试，二种镜片在波长0.4—0.76um的可见光光谱范围内透过率均大于92％，视为合格。
表1：亲水因子防雾镜片与普通降雾镜片性能指标对照表

Claims (4)

1.表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，由树脂基片、加硬存储网格膜层、亲水因子缓释防雾膜层所组成，其特征在于：所述的树脂基片表面印制加硬存储网格膜层，加硬存储网格膜层外面浸涂有亲水因子缓释防雾膜层，形成亲水因子缓释防雾膜层。
2.根据权利要求1所述的表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，其特征在于：所述的加硬存储网格膜层采用二氧化硅表面加硬液印制成规则紧密排列的六角形蜂巢状图案，布满整个圆形树脂基片的表面，图案厚度3-20um、单个六角形图案的对角直径尺寸在0.8-3mm之间。
3.根据权利要求1所述的表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片，其特征在于：所述的亲水因子缓释防雾膜层采用亲水防雾液浸涂烘干固化制成。
4.一种如权利要求1所述的制作表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片的方法，包括以下步骤：1）配制二氧化硅表面加硬液、2）配制亲水防雾液、3）印制加硬存储网格膜层图案、4）镜片表面浸涂亲水防雾液与烘干；其特征在于：
1）、配制二氧化硅表面加硬液：取28.4%固含量的正硅酸乙脂100ml、KH570偶联剂100ml、乙醇500ml，室温下磁力搅拌充分混合30min，然后滴加去离子水6ml、盐酸0.1ml，调节PH值2.5，升温至50℃充分搅拌3小时，室温下冷却静置24h，获得印制加硬存储网格膜层的水解二氧化硅表面加硬液；
2）、配制亲水防雾液：取标号124聚乙烯醇粉末20g放入烧杯中，加入蒸馏水400ml，常温下磁力搅拌30min，水溶条件下加温至95℃，充分搅拌2h至聚乙烯醇在水中充分溶解，制成5%浓度的聚乙烯醇水溶液冷却后待用；取正硅酸乙脂20ml，无水乙醇30ml室温下混合磁力搅拌20min，然后滴加入搅拌中的聚乙烯醇水溶液中，升温至50℃继续搅拌60min，滴入引发剂过硫酸铵混合液2ml，搅拌10min后加入占溶液总质量分数1-2%的交联剂顺丁烯二酸酐4-8g，至聚乙烯醇混合液颜色变为透明，加入非离子表面活性剂1ml继续搅拌30min，滴加KH550偶联剂溶液0.5ml,充分搅拌30min后冷却备用；
3）、印制加硬存储网格膜层图案：先将配好的二氧化硅表面加硬液倒入移印机墨盒内，再将经过表面清洗的树脂基片平放在YK-002型移印机定位槽内，开启移印机，在镜片表面印制所需的加硬存储网格膜层图案，印制完毕后将镜片放在平行传送带上面，移动至远红外线烘箱内对镜面表面的加硬存储网格膜层图案进行升温交联固化，固化温度100-120℃，固化时间60-120min；
4）、镜片表面浸涂亲水防雾液与烘干：先将配好的亲水防雾液加入不锈钢浸涂槽内，再把表面印制加硬存储网格膜层图案固化后的镜片用挂卡悬挂在浸涂挂架上面，传送至亲水防雾液浸涂槽上面，挂架缓缓下落使镜片进入浸涂槽内浸涂亲水防雾液，下落速度每秒2-3mm，槽内浸渍停留时间5-10S，上升提拉速度每秒2-3mm，提拉时间30S，镜片提拉出浸液槽后传送至远红外烘箱内干燥固化镜片亲水因子缓释防雾膜层，固化温度80-100℃，固化时间30-60min，即得到表面膜层存储亲水因子的防雾树脂镜片。
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